0引言
现代自动控制领域常用的有可变电位器、机械凸轮控制器等，但它们在控制时存在精度差、可靠性差、有火花，且机械凸轮角度固定或修改角度值很不方便等缺点，己经不能满足现代多样化控制的要求。电子凸轮是以绝对式编码器为核心元件的控制主令系统，具有无火花、精度高、可靠性高、敏感性可调等优点，可替代机械凸轮控制器和可变电位器。
电子凸轮将手柄(手轮等)产生的机械旋转运动传送到编码器，由编码器将其转换成数字信号再传递给CPU(单片机、ARM，PLC)的I/O口，这样就建立了手柄(手轮)旋转角度与速度的对应关系。电子凸轮可实现以下功能:①可输出多路控制开关量(ON/OFF)，且每路都可以独立预设起始、终止角度;②可动态检测和显示实际运行角度，对设备运行和再调整进行实时检测;③可随时修改预设角度;各路输出信号在电气上相互隔离，抗干扰能力强，可靠性高;动作精度可达到1度或更低(根据编码器及传动精度而定)。
1电子凸轮的组成
电子凸轮由传动机构、绝对式编码器和位置显示组成。其中传动机构是将机构运动按传动比传输给编码器。绝对式编码器检测手柄的实际运行角度或旋转位置，并将其转换成数字信号。位置显示为可选项，用于显示当前系统运行状态，可以用指示灯或数码管等实现。
以手柄式电子凸轮为例，若手柄运动范围在- 45度45度，可选用单圈式绝对编码器。
2工作原理
单圈式绝对编码器将手柄产生的转动角度转换成数字信号传递给CPU，通过计算得出手柄运动角度、方向及角速度，CPU根据控制要求可实现外围器件的具体操作功能。当手柄在2045度时，通过CPU控制变频器(或可控电源等)使电动机正转，转速为最大转速的10000(根据需要可达100%以上);当手柄在-2度45度时，电动机反转，转速为最大转速的10000;当手柄在-2度2度时，电动机停止。在这里没有设置成0度时电动机停止，是由于容差的缘故。
3实例应用
在煤矿提升系统中需要使用提升控制主令、液压站控制主令，传统的煤矿提升主令多为倒正开关或可变电位器。倒正开关只能实现电动机正、反转及停止功能，没有速度控制功能;虽然可变电位器配合CPU及变频器可实现电动机正转、反转、停止及电动机速度控制，但其可靠性差。以绝对编码器为核心的电子凸轮可以解决以上问题。
3.1运动过程
提升系统的整个运动过程分为加速阶段、保持阶段和减速阶段。提升机正方向加速运动即加速阶段，运动速度至时停止加速，即进入保持阶段，提升至目标位置时可根据设定好的减速值减速，即进入减速阶段。当加速度、减速度均为一固定值时，为了获得以下4种不同的速度，我们可以把电子凸轮设计成4个档位。
(1)当电子凸轮手柄推至+45度,CPU检测到电子凸轮的当前位置为正方向运动范围的100%处，CPU对变频器连接的电动机发出指令，电动机开始正向旋转并逐渐加速，当速度达到最高值巩、时，即最大速度的10000，保持这个较高速度一段时间，提升系统到达目标位置时，开始减速运行，速度输出图对应为加速阶段保持阶段减速阶段。
(2)当电子凸轮手柄推至360，即电子凸轮运动到正方向范围的8000，电动机正转，其速度达到最大速度的8000，即输出图对应为加速阶段二保持阶段减速阶段。
(3)当电子凸轮手柄推至22.5。即电子凸轮正方向运动范围的5000，电动机正转，其速度达到最大速度的5000，输出图对应为加速阶段二保持阶段减速阶段。
(4)当电子凸轮手柄推至90，即电子凸轮正方向运动范围的2000，电动机正转，其速度达到最大速度的2000，输出图对应为加速阶段二保持阶段减速阶段。
电子凸轮手柄从9。推至450，保持速度呈上升趋势，电子凸轮手柄推至9。时，保持速度}3最低;电子凸轮推至45。时，保持速度最高。若在保持阶段增加或减少电子凸轮手柄运动的角度范围，则保持速度会相应地增加或减少。根据运行特点，我们知道电子凸轮采用实时比例方式控制电动机，电动机当前速度与电子凸轮手柄当前位置的角度成比例关系。
反方向推电子凸轮手柄时，电动机反转，原理与正方向推电子凸轮手柄时相同。
3.2提升模式
提升模式多为3种，即提物模式、提人模式和手动模式。
(1)提人模式:因提升对象为人员，考虑人员承受能力及安全等因素，加、减速度及保持速度都不高。
(2)提物模式:所提对象为煤及物资，没有人员，在保证安全的前提下为提高生产率，提升速度、加速度会尽可能地高，保持速度可达12 m，使用电子凸轮后，提物模式时的提升速度输出可以在保持原加、减速不变的情况下，尽可能设置最大速度。
(3)手动模式:该模式主要应用于提升设备检修，提升对象主要是人员，其加速阶段、保持加速阶段、减速阶段速度不高，运行时速度根据需要随时调整，若某一段高度有可能有故障，速度会降至很低;如若某一段高度没故障，则提升速度会高些。
4结束语
电子凸轮配合CPU能满足更为复杂、苛刻的控制要求，这是传统器件无法达到的。制约电子凸轮推广的因素是绝对编码器的价格较高，但随着电子技术的发展及国产绝对编码器的大量出现，其价格会逐步降低。
